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1、第2章 计算机技术基础信息系统监理师必须掌握计算机系统相关知识，包括计算机组成原理、计算机系统结构、操作系统和系统可靠性等。具体而言，根据考试大纲，本章要求考生掌握以下知识点。（1）计算机系统功能、组成及其相互关系。（2）计算机系统与信息管理、数据处理、辅助设计、自动控制、科学计算和人工智能等概念。本章的内容比较杂，从往届考试试题来看，本章内容大约为510分。各个小的知识点考查结构如表2-1所示。表2-1 考查结构表知识点已考分数百分比说明计算机组成原理426.7%数字编码，指令周期操作系统640.0%其中系统基本操作占26.7%，存储管理占13.3%系统可靠性213.3%串、并联系统计算机体
2、系结构320.0%2.1 试题精解2.1.1 试题1（2005年5月试题12）在计算机中，最适合进行数字加减运算的数字编码是_(1)_。如果主存容量为16 MB字节，且按字节编址，表示该主存地址至少应需要_(2)_位。（1）A原码 B反码 C补码 D移码（2）A16 B20 C24 D32试题1分析本题的第1个问题实际上是考查考生对原码、反码、补码和移码概念的理解。如果对这几种码制的特性比较熟悉，题目自然就迎刃而解了。下面，我们简单介绍这几种码制的各自特色。（1）原码：采用原码表示法简单易懂，用原码进行加法运算非常方便、直观，并可得到正确的运算结果，但如果是直接进行减法运算，则会出问题。（2）
3、反码：把原码对除符号位外的其余各位逐位取反产生反码，所以反码与原码的特性刚好相反。反码的减法运算能正确得到结果，但直接进行加法运算无法得到正确结果。（3）补码：我们知道，正数的补码=原码，所以采用补码能正确执行加法运算。又因为负数的补码=反码+1，所以负数的补码具有反码的特性，可以正确进行减法运算，所以补码最适合执行数字加减运算。（4）移码：移码是在补码的基础上把首位取反得到的，这样使得移码非常适合于阶码的运算，所以它常用于表示阶码。 本题的第2个问题考查考生对计算机中数制的理解和内存数据的表示。我们知道，在计算机中，一般采用二进制来表示数据，基本单位有位（b）、字节（B）、KB、MB和GB等
4、，其换算关系如下：1GB = 1024MB = MB；1MB = 1024KB = KB；1KB = 1024B = B；1B = 8b如果主存容量为16MB字节，且按字节编址。因为:16MB = KB = B = B所以，表示该主存地址至少应需要用24位二进制编码表示。试题1答案（1）C （2）C2.1.2 试题2（2005年5月试题34）在下列存储管理方案中，_(3)_是解决内存碎片问题的有效方法，虚拟存储器主要由_(4)_组成。（3） A单一连续分区 B固定分区 C可变分区 D可重定位分区（4） A寄存器和软盘 B软盘和硬盘 C磁盘区域与主存 DCDROM和主存试题2分析本题考查存储管理
5、方面的知识点，侧重各种存储管理方法的优缺点。要正确的解答此题，必须把这些存储管理方法的特点搞清楚。（1）单一连续分区存储管理这种存储管理方法把所有用户区都分配给惟一的用户作业，当作业被调度时，进程全部进入内存。一旦完成，所有主存恢复空闲，因此它不支持多道程序设计。（2）固定分区存储管理这种存储管理方法是支持多道程序设计的最简单的存储管理方法，它把主存划分成若干个固定的和大小不同的分区，每个分区能够装入一个作业。分区的大小是固定的，算法简单，但是容易生成较多的存储器碎片。（3）可变分区存储管理这种存储管理方法在引入可变分区后虽然主存分配更灵活，也提高了主存利用率。但是由于系统在不断地分配和回收中
6、，必定会出现一些不连续的小的空闲区。尽管这些小的空闲区的总和超过某一个作业要求的空间，但是由于不连续而无法分配而产生了碎片。解决碎片的方法是拼接（或称为“紧凑”），即向一个方向（例如向低地址端）移动已分配的作业，使那些零散的小空闲区在另一方向连成一片。分区的拼接技术一方面是要求能够对作业进行重定位，另一方面系统在拼接时要耗费较多的时间。（4）可重定位分区存储管理这种存储管理方法是克服固定分区碎片问题的一种存储分配方法，它能够把相邻的空闲存储空间合并成一个完整的空区，还能够整理存储器内各个作业的存储位置，以达到消除存储碎片和紧缩存储空间的目的。紧缩工作需要花费大量的时间和系统资源。（5）非请求页
7、式存储管理。这种存储管理方法将存储空间和作业的地址空间分成若干个等分部分在分页式，要求把进程所需要的页面全部调入主存后作业方能运行，因此，当内存可用空间小于作业所需的地址空间时，作业无法运行。它克服了分区存储管理中碎片多和紧缩处理时间长的缺点，支持多道程序设计，但不支持虚拟存储。（6）请求页式存储管理这种存储管理方法将存储空间和作业的地址空间分成若干个相等的页面，当进程需要用到某个页面时将其调入主存，把那些暂时无关的页面留在主存外。它支持虚拟存储，克服了分区存储管理中碎片多和紧缩处理时间长的缺点。并支持多道程序设计，但是它不能实现对最自然的以段为单位的共享与存储保护（因为程序通常是以段为单位划
8、分的，所以以段为单位最自然）。（7）段页式存储管理这种存储管理方法是分段式和分页式结合的存储管理方法，充分利用了分段管理和分页管理的优点。作业按逻辑结构分段，段内分页，内存分块。作业只需部分页装入即可运行，所以支持虚拟存储，可实现动态连接和装配。所谓虚拟存储技术即在内存中保留一部分程序或数据，在外存（硬盘）中放置整个地址空间的副本。程序运行过程中可以随机访问内存中的数据或程序，但需要的程序或数据不在内存时，就将内存中部分内容根据情况写回外存。然后从外存调入所需程序或数据，实现作业内部的局部对换，从而允许程序的地址空间大于实际分配的存储区域。它在内存和外存之间建立了层次关系，使得程序能够像访问主
9、存一样访问外存，主要用于解决计算机主存储器的容量问题。其逻辑容量由主存和外存容量之，以及CPU可寻址的范围来决定，其运行速度接近于主存速度，成本也下降。可见，虚拟存储技术是一种性能非常优越的存储器管理技术，故被广泛地应用于大、中、小型机器和微型机中。虚拟存储器允许用户用比主存容量大得多的地址空间来编程，以运行比主存实际容量大得多的程序。用户编程所用的地址称为“逻辑地址”（又称为“虚地址”），而实际的主存地址则称为“物理地址”（又称为“实地址”），每次访问内存时都要进行逻辑地址到物理地址的转换。实际上，超过主存在实际容量的那些程序和数据是存放在辅助存储器中，当使用时再由辅存调入。地址变换以及主存
10、和辅存间的信息动态调度是硬件和操作系统两者配合完成的。虚拟存储管理的理论基础是程序的局部性原理。程序局部性原理指程序在执行时呈现出局部性规律，即在一段时间内，程序的执行仅限于程序的某一部分。相应地，执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域。局部性又表现为时间局部性和空间局部性，时间局部性指如果程序中的某条指令一旦执行，则不久以后该指令可能再次执行。如果某数据被访问，则不久以后该数据可能再次被访问；空间局部性指一旦程序访问了某个存储单元，则不久之后，其附近的存储单元也将被访问。根据程序的局部性理论，Denning提出了工作集理论。工作集指进程运行时被频繁访问的页面集合。显然只要使程序的工作集全部
11、在内存（主存储器）中，即可大大减少进程的缺页次数；否则会使进程在运行中频繁出现缺页中断，从而出现频繁的页面调入/调出现象，造成系统性能下降，甚至出现“抖动”。试题2答案（3）D （4）C2.1.3 试题3（2005年5月试题5）3个可靠度R均为0.8的部件串联构成一个系统，如图2-1所示。图2-1 3个部件串联的系统则该系统的可靠度为_(5)_。（5） A0.240 B0.512 C0.800 D0.992试题3分析计算机系统是一个复杂的系统，而且影响其可靠性的因素也非常繁复，很难直接对其进行可靠性分析。但通过建立适当的数学模型，把大系统分割成若干子系统，可以简化其分析过程。常见的系统可靠性数
12、学模型有以下3种。1串联系统假设一个系统由n个子系统组成，当且仅当所有的子系统都有能正常工作时，系统才能正常工作。这种系统称为“串联系统”，如图2-2所示。图2-2 串联系统设系统各个子系统的可靠性分别用表示，则系统的可靠性为：如果系统的各个子系统的失效率分别用来表示，则系统的失效率为：2并联系统假如一个系统由n个子系统组成，只要有一个子系统能够正常工作，系统就能正常工作，如图2-3所示。图2-3 并联系统设系统各个子系统的可靠性分别用表示，则系统的可靠性为：假如所有的子系统的失效率均为，则系统的失效率为: 在并联系统中只有一个子系统是真正需要的，其余n-1个子系统称为冗余子系统，随着冗余子系
13、统数量的增加，系统的平均无故障时间也增加了。3模冗余系统m模冗余系统由m个(m=2n+1为奇数)相同的子系统和一个表决器组成，经过表决器表决后，m个子系统中占多数相同结果的输出作为系统的输出，如图2-4所示。图2-4 模冗余系统在m个子系统中，只有n+1个或n+1个以上子系统能正常工作，系统就能正常工作，输出正确结果。假设表决器是完全可靠的，每个子系统的可靠性为R0，则m模冗余系统的可靠性为:其中为从m个元素中取j个元素的组合数。显然，本题是一个简单的串联系统可靠性计算的试题，其可靠性为：R = 0.80.80.8 = 0.512试题3答案（5）B2.1.4 试题4（2005年5月试题67）微
14、机A和微机B采用同样的CPU，微机A的主频为800 MHz而微机B为1 200 MHz。若微机A的平均指令执行速度为40 MIPS，则微机A的平均指令周期为_(6)_ns，微机B的平均指令执行速度为_(7)_MIPS。（6）A15 B25 C40 D60（7）A20 B40 C60 D80试题4分析这道试题曾经出现在2004年5月的系统分析师考试上午试题中，时隔一年，又一字不改地作为信息系统监理师试题出现。由此可见，阅读历年试题分类精解是十分重要的。计算机性能评估的常用方法有时钟频率法、指令执行速度法、等效指令速度法、数据处理速率法、综合理论性能法和基准程序法6种。1时钟频率法计算机的时钟频率
15、在一定程度上反映了机器速度，一般来讲，主频越高，速度越快。但是相同频率、不同体系结构的机器，其速度和性能可能会相差很多倍。通常来说，提高处理器的时钟频率能够提高系统的性能。因为在同样的时间内，提高时钟频率，使得时钟周期减少，指令的执行时间减少。2指令执行速度法在计算机发展的初期，曾用加法指令的运算速度来衡量计算机的速度，速度是计算机的主要性有指标之一。因为加法指令的运算速度大体上可反映出乘法、除法等其他算术运算的速度，而且逻辑运算、转移指令等简单指令的执行时间往往设计成与加法指令相同，因此加法指令的运算速度有一定代表性。表示机器运算速度的单位是KIPS（每秒千条指令），后来随着机器运算速度的提高，计量单位由KIPS发展到MIPS（每秒百万条指令）。常用的有峰值MIPS、基准程序MIP
